Arquitectura de un SGBD: niveles ANSI-SPARC, independencia de datos e integridad

Arquitectura de un Sistema de Gestión de Bases de Datos (SGBD)

Características de un Sistema de Base de Datos

• Separación entre los programas de aplicación y los datos.
• Manejo de múltiples vistas por parte de los usuarios.
• Uso de un catálogo para almacenar el esquema de la base de datos.

Arquitectura ANSI-SPARC

La arquitectura ANSI-SPARC (American National Standard Institute - Planificación de Normas y el Comité de Requerimientos) define una arquitectura de sistemas de bases de datos de tres niveles.

Niveles de la Arquitectura ANSI-SPARC

• Nivel interno: Posee un esquema interno que describe la estructura física de almacenamiento de la base de datos. Emplea un modelo físico de datos, y los únicos datos que existen están realmente en este nivel.
• Nivel conceptual: Describe la estructura de toda la base de datos para una comunidad de usuarios. Oculta los detalles físicos de almacenamiento y trabaja con elementos lógicos como entidades, atributos y relaciones.
• Nivel externo o de vistas: Cada esquema describe la visión que tiene de la base de datos un grupo de usuarios, ocultando el resto.

Objetivo y Utilidad de la Arquitectura de Tres Niveles

• El objetivo principal de la arquitectura de tres niveles es separar los programas de aplicación de la base de datos física.
• Esta arquitectura es útil para explicar el concepto de independencia de datos, que se define como la capacidad para modificar el esquema en un nivel del sistema sin tener que modificar el esquema del nivel inmediato superior.
• Independencia lógica: Es la capacidad de modificar el esquema conceptual sin tener que alterar los esquemas externos ni los programas de aplicación.
• Independencia física: Es la capacidad de modificar el esquema interno sin tener que alterar el esquema conceptual.

Redundancia e Inconsistencia de Datos

La redundancia se presenta cuando se repiten innecesariamente datos en los archivos que conforman la base de datos. Esto aumenta los costes de almacenamiento y acceso, y además puede llevar a inconsistencia de los datos.

Puesto que los archivos que mantienen almacenada la información son creados por diferentes tipos de programas de aplicación, existe la posibilidad de que, si no se controla detalladamente el almacenamiento, se pueda originar un duplicado de información.

Integridad de Datos

El objetivo en cuanto a la integridad es proteger la base de datos contra operaciones que introduzcan inconsistencias en los datos. Por eso, hablamos de integridad en el sentido de corrección, validez o precisión de los datos de la base.

Ventajas de la Arquitectura de un SGBD

• Interoperabilidad: Los componentes clave (cliente, servidor y red) trabajan juntos.
• Flexibilidad: Se puede incorporar nueva tecnología al sistema.
• Usabilidad: Mayor facilidad de uso para el usuario.
• Accesibilidad: Los datos pueden ser accedidos desde múltiples clientes.
• Rendimiento: Se puede optimizar el rendimiento por hardware y procesos.
• Seguridad: La seguridad de los datos está centralizada en el servidor.

Desventajas de la Arquitectura de un SGBD

• Es más difícil asegurar un elevado grado de seguridad en una red de clientes y servidores que en un sistema con un único ordenador centralizado (cuanto más distribuida es la red, mayor es su vulnerabilidad).
• Los problemas de congestión de la red pueden reducir el rendimiento del sistema.
• La interfaz gráfica de usuario puede, a veces, ralentizar el funcionamiento de la aplicación.
• Existen multitud de costes ocultos.
• Es una arquitectura que está en evolución y, como tal, no existe estandarización.